[发明专利]冷启动汽轮机的方法

说明书

技术领域

本公开大致涉及冷启动汽轮机的方法并且特别涉及启动过程的预热步骤。

背景技术

在超超临界(USC)压力发电厂内预热新蒸汽阀(live steam valves)是强制性的，以限制阀箱的热应力。

对于典型的冷启动来说，汽轮机启动时阀体温度和饱和温度之间的差典型地超过280℃。这么大的温差限定了冷启动。不预热的话，在冷启动过程中对阀应用新鲜蒸汽会导致阀体内表面的快速凝结加热并且因此产生高热应力。这个高应力可以显著地降低阀的寿命。通过在冷启动过程中预热阀从而最小化饱和蒸汽温度和金属温度之间的差可以克服此问题。

预热的方法涉及应用到部件外表面上的电辐射器/电毯或冷凝物。这些方法的缺点是只对阀的表面加热因此导致预热温度梯度跨过整个阀。为了避免在预热过程中由于此梯度造成过大应力，典型地对预热速度进行限制。由于此原因，加热速度可能成为汽轮机冷启动中的时间限制因素。

因此需要提供一种装置，用于在尽可能短的时间内预热在汽轮机冷启动过程中容易受到过大应力的阀或部件同时最小化热应力的有害影响。

发明内容

本发明的一个方面提供一种减轻了在汽轮机冷启动过程中由于预热引起的汽轮机部件中的热应力问题的装置。

该问题借助于独立权利要求中的主题而得到解决。在从属权利要求中给出了另外的具有优势的实施例。

本公开是基于借助于在部件内起作用的涡电流加热汽轮机部件的原理。对于给定的能量输入来说，内加热产生更低的内部温度梯度，因此可以提高能量输入并且保持于临界热应力水平之下。因此，可以缩短预热时间。该方面的另一优势在于线圈不与部件直接接触并且因此不被加热到与部件相同的温度。这使得可以将线圈放置在保护部件的热绝缘上面。这不但潜在地提高人员安全性，还简化了设备。

在一个方面中，对汽轮机阀应用加热过程。本方法特别适用于具有复杂几何形状并且壁相对较厚的阀。这些因素使阀特别容易受不均匀温度分布的影响。通过内部加热阀，部分降低了复杂几何形状的影响并且因此部件可以被更均匀地预热。因此可以实现更高的加热速度。本方法可能还具有优势地适用于因为它们的几何形状使它们特别容易受热应力影响的其他复杂汽轮机部件，例如管接头。

本公开的其他方面和优势将从下面结合附图的描述中变得明显，附图通过示例示意了本发明的示例性实施例。

附图说明

通过示例，本公开的实施例将在下面参照附图进行更完整地描述，其中：

图1是具有示例性加热系统的部件的透视图；和

图2是图1的加热系统应用于汽轮机的蒸汽阀上的方框图。

具体实施方式

现在参照附图描述本公开的示例性实施例，附图中相同的参考标记用于指相同的元件。在下面的描述中，为解释目的阐述了众多特殊细节以提供本公开的透彻理解。但是，本公开可以不使用这些特殊细节而进行实施，并且不限制于这里公开的示例性实施例。

图1示出了具有加热系统的汽轮机部件10的示例性实施例。加热系统的目的是预热部件10以使其升高至需要的温度，例如以启动或重新启动汽轮机20，同时将部件10内的热应力限制在可接受的水平。

在示例性实施例中，汽轮机部件10由导电材料制成。这使得部件10有助于进行涡电流加热。

在示例性实施例中，用于加热部件10的加热系统在其最简单的形式中包括电磁线圈18和交流电(AC)源12。虽然涡电流系统提供高度可预言的加热，但示例性实施例包括控制器14并且任选地包括部件温度测量装置16作为控制系统的一部分。

电磁线圈18被配置并且布置成在部件10内感应涡电流。在示例性实施例中，这是通过使线圈18围绕部件10的外表面盘绕但不与该部件接触而实现的，如图1所示。

在图1所示的示例性实施例中，AC源12与线圈18电连通。在示例性实施例中，AC源12以确定的电流和频率改变线圈中的AC，所述电流和频率适于以预定的或设定的速度和深度加热部件10。

在示例性实施例中，如图1所示，改变AC通过控制器14进行。在另一示例性实施例中，控制器14包括用于测量部件10温度的温度测量装置16。这可以更好地控制加热速度并且因此允许更近的渠道来达到最大容许热应力极限。